一种割草机中的连接器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种连接器，具体涉及一种割草机中的连接器，属于合金材料技术领 域。
【背景技术】
[0002] 连接器是电子工程中常见的一种部件，它的作用非常单纯：在电路内被阻断处或 孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。连接器 是电子设备中不可缺少的部件，顺着电流流通的通路观察，总会发现有一个或多个连接器。 连接器形式和结构是千变万化的，随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同 形式的连接器。例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接 器是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。而现 有技术中的连接器基本由金属（如铜合金、铝合金等）制成，尽管导电性能较好，但是连接 器的强度，尤其是热疲劳抗性较为一般，严重影响了连接器的使用，大大降低了连接器的使 用效率和使用寿命。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一导电性好、力学性能好、 使用效率高的割草机中的连接器。
[0004] 本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种割草机中的连接器，所述连接器 包括主轴，主轴顶端端面为弧形面，主轴底端端面为平面，在主轴的中部径向向外延伸形成 有一柱形环，在主轴上具有一锥形环，锥形环位于主轴底端和柱形环之间，锥形环的外径由 主轴底端朝主轴顶端逐渐增大，所述的连接器由三维网络氮化硅陶瓷/铝合金复合材料制 成，所述三层层状多孔氮化硅陶瓷/铝合金复合材料包括体积百分比含量为10-30 %的三 层层状多孔氮化硅陶瓷和体积百分比含量为70-90%的铝合金。
[0005] 本发明的连接器采用三层层状多孔碳化硅陶瓷/铝合金复合材料制成，三层层状 多孔SiC陶瓷和铝合金互为支撑骨架，充分发挥SiC陶瓷和铝合金两类材料的优点，有效提 高了连接器的高强度、高温稳定性、耐磨损性、耐腐蚀性等。在复合材料中若氮化硅陶瓷的 含量过高则会增加复合材料的脆性，降低复合材料的整体性能，而若氮化硅陶瓷的含量过 低则复合材料的耐磨性和耐高温性能得不到提高。
[0006] 在上述割草机的连接器中，所述的三层层状氮化硅陶瓷包括上表面层、下表面层 以及上下表面层之间的中间层，其中上表面层和下表面层氮化硅陶瓷的原料组成（质量百 分比计）均为90-95%Si3N4和5-10%Y203,中间层氮化硅陶瓷的原料组成（质量百分比计） 为0.5-3%510 2、0.5-1%炭黑、2-6%￥203、余量51義。
[0007] 本发明通过改变氮化硅陶瓷中Si3N4与二氧化硅和碳粉的相对含量，实现控制气 孔率，通过改变中间层Si3N4晶种的含量和层间界面对层状多孔氮化硅陶瓷烧结性能、微观 组织和力学性能的影响。随着Si3N4晶种含量的增大，收缩率逐渐降低，气孔率逐渐减小。 以此种控制多孔氮化硅气孔率的工艺为基础，制备三层层状多孔氮化硅陶瓷。随着中间层 原料中的Si3N4含量的逐渐增加，整个层状多孔氮化硅的收缩率和气孔率逐渐降低，弯曲强 度逐渐增加。当中间层与表面层的收缩率相差较大时，虽然是弱界面结合，但产生的界面残 余应力对层状多孔氮化硅的力学性能非常有利。当中间层与表面层的收缩率和气孔率接近 时，弱界面结合转变为强界面结合也有利于提高层状多孔氮化硅陶瓷的力学性能。总之，当 中间层的Si3N4含量变化时，层状多孔氮化硅陶瓷始终都具有较高的力学性能。
[0008] 进一步优选，所述炭黑的粒径为60-80nm，3102的粒径为0· 1-0. 5μm，Y203的粒径 为0.2-1.2以111，51義为€[>95%的€[-5"4。
[0009] 在上述割草机中连接器中，所述的铝合金由以下成分（以质量百分比计）组 成：Si:5· 5-6%，Zr:0· 05-0. 15%，B:0· 1-0. 2%，Sr:0· 01-0. 03%，Fe:0· 5-0. 7%， Cu^ 0. 01 %,Mg^ 0. 01 %,Μη^ 0. 01 %,Cr^ 0. 001 %,Ti^ 0. 02 %,V^ 0. 02 %, Zn< 0. 05%，稀土元素：0. 01-0. 1%，余量为A1以及不可避免的杂质元素。
[0010] 由于铜合金基于良好的导电性和导热性，因此，目前大多数连接器均采用铜合金 材料制成。但是，铜资源的匮乏，铜合金材料价格较高，所以，需要一种材料代替铜合金用以 制备连接器。而铝合金密度低、强度高、塑性好，且同样具有良好的导电性和导热性，尤其是 铝合金的价格低廉，因此，可以用于替代铜合金制备连接器。
[0011] 由于本发明铝合金是用以代替铜合金制备连接器用，需要保证良好的导电性和导 热性，因此，对本发明铝合金而言，Fe、Cu、Ti、Zn、Mn、Cr等元素均属于杂质，这些元素含量 越少，铝合金的导电率就越高。而铝合金中常见的Si元素含量降低后，其在铝合金基体中 的固溶度相对减少，铝合金内电子通过的能力更强，因而其导电、导热性能得到提高。
[0012] 而本发明为了提高铝合金的导电、导热性能，还在铝合金中添加了B元素和Zr元 素。因为，同时添加B元素和Zr元素后，B元素可以使合金中的部分Zr元素由固溶态转变 为析出态，以细小的板片状第二相粒子的形态存在于晶粒内部和晶界处，减少晶格畸变，改 善铝合金基体的有序性，从而可以对铝合金的导电、导热性能的改善产生有益影响。
[0013] 此外，本发明还在铝合金中加入了稀土元素，稀土元素具有优良的除气、除杂作 用，还可以改善金属的晶体组织结构，使铝合金晶体越完整，异类原子等引起的晶格畸变、 晶界等缺陷越少，杂质元素、合金元素以析出态而非固溶态存在于基体中，使其电阻越小， 电子越容易通过，从而提高铝合金的导电、导热性能。但是，如果稀土元素含量过多，铝合金 的导电、导热性能还是会再出现降低的现象，因为，稀土元素在细化铝合金晶粒组织的同时 增加了电子通过的难度，而且，稀土元素的含量的增加导致部分稀土元素固溶于铝合金晶 体中，使其电阻增大。因此，稀土元素的含量必须控制在本发明合理范围内。
[0014] 作为优选，稀土元素由Y和Er按质量比为（0.5-1.5) :1组成，因为，本发明铝合金 中含有Zr元素，Zr在改善铝合金导电性和机械性能的时候，两者不能协调，随着Zr元素含 量的变化，当导电性性能提高的时候，机械性能有所下降；而当导电性能降低的时候，机械 性能则有所提高。而稀土Er元素的作用刚好与Zr元素的作用相反，因此，将Er元素和Zr 元素共同使用的时候，可以起到很好的协同作用，同时改善铝合金的导电、导热性能和机械 性能。而Y元素是与Er元素复配使用效果最好的稀土元素，可以起到较好的细化晶粒和净 化作用，提高铝合金的导电、导热性能和机械性能。
[0015] 作为优选，所述的铝合金由以下成分（以质量百分比计）组成：Si:5· 6-5.8%， Zr:0. 08-0. 12%，B:0. 12-0. 16%，Sr:0. 015-0. 025%，Fe:0. 55-0. 60%，Cu彡 0. 01 %，Mg彡 0· 01%，Μη彡 0· 01%，Cr彡 0· 001%，Ti彡 0· 02%，V彡 0· 02%，Zn彡 0· 05%，稀土 元素：0. 02-0. 08%，余量为A1以及不可避免的杂质元素。
[0016] 在上述割草机中的连接器中，所述三层层状多孔氮化硅陶瓷/铝合金复合材料由 如下方法制得：
[0017] 分别按上表面层、中间层、下表面层所述的原料配料，分别将配料利用有机载体浸 渍成型并在0. 3-0. 6MPa的氮气压力和1700-1730°C下烧结l-2h，分别制得上表面层、中间 层、下表面层的干粉；
[0018] 将制得的上表面层、中间层、下表面层的干粉依次敷放，最后在3_4MPa的压力下 压制成型，得三层层状多孔氮化硅陶瓷；
[0019] 将三层层状多孔氮化硅陶瓷与铝合金利用真空-气压铸造方法制成三层层状多 孔碳化硅陶瓷/铝合金复合材料。
[0020] 先制成三层层状多孔氮化硅陶瓷，再将铝合金引入三层层状多孔氮化硅陶瓷中， 使制得的复合材料中氮化硅陶瓷和铝合金互为支撑骨架，充分发挥两者材料的优点，并进 一步提高复合材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等物理性能。
[0021] 作为优选，真空-气压铸造方法中的真空度为0. 05-0. 08MPa。
[0022] 三层层状多孔碳化硅陶瓷/铝合金复合材料通过普通成型工艺即可制成本发明 割草机中的连接器，如锻造成型、铸造成型等。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0024] 1、本发明割草机中的连接器由三层层状多孔碳化硅陶瓷/铝合金复合材料制成， 同时具有三层层状多孔碳化硅陶瓷及铝合金两种材料的优点，通过两者的配比，大幅度提 高了复合材料的导电性能和导热性能，还有效提高了连接器的高强度、高温稳定性、耐磨损 性、耐腐蚀性等。
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